基于学科核心素养的高中化学真实问题情境的教学策略——以乙醇教学设计为例

曹立美

(四川省甘孜藏族自治州九龙高级中学 626200)

情境认知理论的观点是，高效学习需要在真实的情境中进行.如果脱离了特定的情境或者场合的知识将是毫无意义的，所以教师在其平时的教学中，要注意真实情境的创设.

1 学情分析

要创造真实的问题情境，就要先分析学生的情况，高一学生的学情如下：

已有的认知能力：通过初中以及前面章节的学习，学生对乙醇的组成元素、物理性质等已有初步认识，具备一定的实验和自主探究的能力.面临的挑战：证据推理与模型认知能力，宏、微、符三重表征能力都较欠缺，“结构—性质—用途”的思维方式还需教师引导.

2 制定合理的教学目标

新课标对乙醇的学习的要求有以下几点：①知道乙醇的结构、了解乙醇主要性质；②认识乙醇在日常生活中的应用；③认识乙醇中的官能团，据此总结出表1所列教学目标和评价目标.

表1

3 实施有效的教学策略

教师的教法和学生的学法见表2.

表2

4 制定合理的设计思路

根据学情，制定出合理的教学思路，如图1所示.

图1

5 教学过程中的巧妙设计

5.1 巧用真实情境，激发学习兴趣

【引入】在新冠肺炎疫情中，可以消灭新冠病毒的消毒剂有哪些呢？

【提问】同学们知道乙醇有什么物理性质吗？请同学以小组为单位总结自己面前的乙醇有什么物理性质？然后完成学案.

【回答】含氯消毒剂和75%的乙醇消毒剂等.

【设计意图】学生通过自己动手实验，总结乙醇的物理性质，发展证据推理素养.

【实验结论】结合同学们的分享，我们可以总结出乙醇的物理性质是：无色、有特殊香味的液体，易挥发、沸点为78.5℃、极易溶于水.

5.2 学生自主搭建模型，引发深度思考

【提问】乙醇的分子式为C2H6O，这其实就是在乙烷的分子式的基础上加入了一个氧原子，请大家动手操作，并探究这个O在插入乙烷的分子结构中时有哪些情况？

【学生活动】学生动手操作，探究乙醇可能的分子结构.

【设计意图】学生通过动手操作实验，提升实验操作能力，发展证据推理与模型认识素养.

【实验结论】乙醇分子可能的结构有两种情况.

【教师追问】以上两种哪个才是乙醇的分子结构呢？怎样才能验证乙醇分子的结构呢？以下是老师收集到的资料，请同学们根据资料，利用已学知识进行讨论.

【展示资料】(1)钠保存在煤油中，煤油中存在C—H建和C—C键；(2)钠可以与水发生反应，水中存在O—H键.

【学生讨论】发现可能的乙醇的两种分子结构中有一种结构中存在O—H键，我们可以把钠加入到乙醇，看是否能反应，如果能反应，说明乙醇的分子结构应该是含有O—H键的那种.

【设计意图】通过推测并验证乙醇分子的结构，可以提高学生的宏观辨识和微观探析的素养，发展学生的证据推理和模型认知素养.

【学生活动】在2只相同大小的烧杯中加入等量的无水乙醇和蒸馏水，然后取2块相同大小的光亮的钠，擦干表面的煤油，分别放入到2只烧杯中，仔细对比观察2个烧杯中的现象.

【实验结论】钠与水反应时钠浮在水面上，迅速融化，发出“嘶嘶”的响声，钠四处游动；钠与乙醇反应时，钠沉入烧杯底部，其他的现象跟水差不多，但是没有钠与水反应那么剧烈.把乙烷结构式中的一个氢取下，将这个连有氧原子和氢原子的键连上去，就变成了乙醇，这个基团就叫羟基，这个羟基的“羟”的左边取自氧，右边取自氢，羟基就是乙醇的官能团.

【教师追问】钠与乙醇反应生成的气体是什么？

【学生讨论】二氧化碳、氢气、水蒸气等都有可能，根据这些气体的性质验证.

【教师演示】用试管将钠和乙醇反应产生气体进行收集，然后验纯再点燃，用1只小烧杯罩在火焰上，看到有水珠生成后，取下烧杯，向其中滴加澄清石灰水，发现澄清石灰水未变浑浊.

【实验结论】钠可以和水反应产生气体：

【教师追问】乙醇与钠反应断的是哪里的键？

【学生回答】因为钠不与煤油反应，煤油中有C—H键，所以这个反应断的是羟基上键.

【设计意图】根据已知，收集证据，证明猜想.

5.3 循序渐进，探秘人体解酒过程

【教师提问】乙醇可以使变黑的铜重新恢复红色，这是真的吗？为什么？

【学生讨论】小组成员间相互交流，认为铜丝变黑是因为铜丝被氧化生成氧化铜了，最后决定用实验证明.

【教师追问】为什么要将铜丝放在酒精灯上灼烧呢？铜丝很细，可能会使现象不太明显，有没有办法能够让现象更明显呢？

【学生再次讨论】将铜丝绕成螺旋状.

【学生活动】把铜丝绕成螺旋状，然后在酒精灯上灼烧，待铜丝变黑后迅速将其伸入到装乙醇的试管中.

【实验结论】螺旋状铜丝先变黑后变红，同时会生成刺激性气味气体.

【设计意图】学生通过动手实验，提升实验操作能力.

【教师追问】在这个过程中，铜发生了什么化学反应？氧化铜是被谁还原成铜的呢？铜在此反应中起什么作用？充当了什么角色呢？

【学生讨论】讨论，分享交流.

【视频展示】展示乙醇催化氧化断键原理.

【设计意图】了解乙醇催化氧化的断键的原理，同时可以发展宏观辨识和微观探析素养.

【教师追问】为什么有人千杯不醉，而有人一滴就倒？

【学生讨论】相互讨论

【视频展示】播放视频，揭示原理，讨论喝酒危害.

【结论】喝酒有诸多危害，引发交通事故，危害人生安全等.

【设计意图】将化学知识与生活常识联系起来，提高学生科学态度和社会责任素养.

5.4 模拟交警查酒驾过程，增进学生体验

【教师设疑】介绍交警查酒驾原理，常用装置，展示模拟交警查酒驾装置，请同学对着模拟酒驾检测仪吹气，原因是什么？

【学生讨论】可能是酒驾仪是坏的等原因.

【教师揭秘】揭示其变色原因：有的吸管中的棉花蘸了酒精.

呼吁青少年要树立责任意识，鼓励学生回家号召父母遵守交通规则，避免酒驾.

【设计意图】通过酒驾模拟实验，发展科学态度与社会责任素养.

5.5 学生动手制作酒精免洗凝胶，感受化学在生活中的应用

【教师提示】市场上酒精免洗凝胶因其使用方便、消毒效果又好，深得大众喜爱，今天老师就交给大家一种自制酒精免洗凝胶.

【学生活动】学生分小组，自己动手，自制酒精免洗凝胶并与其他小组分享、讨论.

【设计意图】自制酒精免洗凝胶，学生可以将所学知识和生活紧密联系起来.

6 教学反思(略)